Kraj prošlog veka označio je nastanak informacione tehnologije (IT) – granu, koja se bavi proizvodnjom, obradom, skladištenjem i prenosom informacija. IT je postala sastavni deo globalnog ekonomskog sistema i prilično značajan sektor privrede. Zavisnost savremenog društva od IT je toliko velika da propusti u informacionim sistemima mogu dovesti do neslućenih incidenata. Telekomunikacije su ključna IT industrija. Treba naglasiti da su informacije u toku transporta veoma podložne raznim vrstama zloupotreba. Stoga je problem zaštite informacija u sferi telekomunikacija veoma značajan zadatak. Kriptologija kao nauka, a posebno njen deo – kriptografija upravo se bave ovom problematikom. Kvantna kriptografija je relativno novija oblast koja obezbeđuje sigurne komunikacije između poši- ljaoca i primaoca informacije, bazirane na postulatima i principima kvantne mehanike. Cilj rada je da se prikažu osnovne fizičke postavke kvantne distribucije ključa za kodiranje informacija.
Kraj prošlog veka označio je nastanak informacione tehnologije (IT) – granu, koja se bavi proizvodnjom, obradom, skladištenjem i prenosom informacija. IT je postala sastavni deo globalnog ekonomskog sistema i prilično značajan sektor privrede. Zavisnost savremenog društva od IT je toliko velika da propusti u informacionim sistemima mogu dovesti do neslućenih incidenata. Telekomunikacije su ključna IT industrija. Treba naglasiti da su informacije u toku transporta veoma podložne raznim vrstama zloupotreba. Stoga je problem zaštite informacija u sferi telekomunikacija veoma značajan zadatak. Kriptologija kao nauka, a posebno njen deo – kriptografija upravo se bave ovom problematikom. Kvantna kriptografija je relativno novija oblast koja obezbeđuje sigurne komunikacije između poši- ljaoca i primaoca informacije, bazirane na postulatima i principima kvantne mehanike. Cilj rada je da se prikažu osnovne fizičke postavke kvantne distribucije ključa za kodiranje informacija.
Kvantne tehnologije temeljijo na zakonih fizike, ki jih raziskuje znanstvena veda pod imenom kvantna mehanika. Za svoje delovanje izkoriščajo kvantne učinke za zbiranje, obdelavo in prenos informacij. Ne gre za nekaj novega, saj so se začele uporabljati že z jedrsko energijo in postavile temelje za polprevodnike, ki omogočajo delovanja današnjih pametnih telefonov. Na podlagi razumevanja delovanja posameznih delcev se v zadnjem obdobju na področju kvantnih tehnologij dogajajo prelomne novosti. Kvantne tehnologije so širši pojem, ki zajemajo ožja področja, kot so kvantna senzorika, kvantno računalništvo in kvantna komunikacija. V praksi se posamezne kvantne tehnologije pogosto zelo prepletajo. Ob omembi besede »kvantno« danes najprej pomislimo na kvantno računalništvo. Čeprav kvantno računalništvo res pritegne največ pozornosti in naložb, se pomembne raziskave izvajajo tudi na področju kvantne senzorike in kvantne komunikacije. Kvantna senzorika omogoča izredno natančne meritve z veliko občutljivostjo. Kvantna komunikacija omogoča varen prenos informacij. Kvantno računalništvo pa bo reševalo probleme, ki so prezahtevni za danes najboljše klasične računalnike in superračunalnike. Že na samem začetku ugotovimo, da gre pri kvantnih tehnologijah za popolnoma nov pogled. Kvantno računalništvo pa ni le hitrejša različica klasičnega računalništva, temveč gre za popolnoma drugačno napravo, ki zahteva drugačen pristop in ponudi drugačen način reševanja najbolj kompleksnih problemov. Kot da bi rekli, da je žarnica le zmogljivejša oblika sveče. Predstavili smo različne potenciale kvantnih tehnologij v različnih gospodarskih sektorjih s praktičnimi primeri ter orisali predvideno smer raziskav in razvoja kvantnih tehnologij. Dotaknili smo se zasebnih in javnih investicij ter geopolitičnega pomena kvantnih tehnologij.
Sigurnost informacijsko komunikacijskih tehnologija, posebice racunalnih sustava, uvijek je važno pitanje. U zastiti podataka danas se najcesce koriste klasicni kriptografski sustavi. Razvojem kvantne teorije 80-ih godina proslog stoljeca javlja se ideja da bi kvantna teorija mogla dati modele racunala koji bi bili znatno jaci od klasicnih. Iako kvantna racunala jos uvije nisu prakticno konstruirana, njihov razvoj utjecao je na razvoj kvantne kriptografije. Razlika između klasicne i kvantne kriptografije je u nacinu obrade podataka. U ovom radu biti ce opisane prednosti i nedostaci kvantne kriptografije i mogucnosti zastite racunalnih sustava u trenutku pojave novih kvantnih racunala.
Kroz problem mjerenja Kvantna mehanika se suocava s pomirbom kolapsa složene teoretske evolucije sustava u jedinstveni eksperimentalno zamijeceni ishod. U posljednjih 75 godina razvijen je citav niz tumacenja formalizma teorije kako bi se objasnio raskorak između teoretski predviđenog i iskustveno zamijecenog, a da pri tome vrijednost same teorije nije eksperimentalno dovedena u pitanje. Pokusaji tumacenja formalizma mogu se ugrubo podijeliti u metafizicka i epistemoloska objasnjenja. Dok metafizicka postuliraju postojanje dodatne strukture na mikro-nivou (koja je u pravilu nedostupna motrenju), epistemoloska nastoje pronaci razloge za fundamentalna ogranicenja covjekove spoznajne sposobnosti na mikro-nivou. Međutim, metafizicka objasnjenja nemaju dodatnog empirijskog sadržaja u odnosu na epistemoloska. Jedno suvremeno epistemolosko tumacenje, ono C. A. Fuchsa, temelji se na novim spoznajama iz podrucja Kvantne informacijske teorije, posebice recentne pojave teleportacije. Na osnovi te i slicnih pojava Fuchs zakljucuje da kvantno stanje nije potpun niti objektivan opis zbiljnog fizickog mikro-sustava. Takvog opisa nema u formalizmu Kvantne mehanike. Kvantna stanja samo su racionalne subjektivne procjene fizicara eksperimentatora o posljedicama njezinih buducih mjernih intervencija na određenom fizickom sustavu. Pri derivaciji ovakvih zakljucaka Fuchs se koristi principnom metodologijom razvoja fizikalnih teorija, onako kako Einstein opisuje vlastite postupke pri razvoju Specijalne i Opce relativnosti. Fuchs iz temelja razvija djelomicno modificirani formalizam teorije, za koji tvrdi da nije opterecen problematicnim temeljima kao standardni formalizam. Ukratko se razmatra opca uspjesnost ovog Einsteinovog metodoloskog modela, posebno u svjetlu kritike Browna i Pooleya, te Saundersova opca kritika epistemickih interpretacija formalizma. Kao jedinu svoju metafizicku pretpostavku Fuchs navodi intrinzicnu osjetljivost zbilje na mjerne intervencije, svojstvo koje onemogucuje potpuno sigurno predviđanje buducih mjernih ishoda i stjecanje potpune informacije o sustavima na mikro nivou. Formalnu manifestaciju ove pretpostavke on nalazi u izmjeni standardne Bayesove statistike, izlucujuci, na taj nacin, iz nje novi formalizam Kvantne mehanike. Ovakav postupak, međutim, slici na uklanjanje kumulativnosti iz formalizma Bayesove statistike, koje provodi Williamson kako bi pružio formalisticku potkrjepu svojem modelu znanja kao mentalnog stanja. Uloga koju Williamson pripisuje znanju podudarna je sa pretpostavljenim stanjima Fuchsovih hipotetskih fizicara dok koriste formalizam Kvantne mehanike pri provedbi mjernih intervencija. Postavlja se pitanje je li navodna intrinzicna osjetljivost zbilje na mikro-nivou, samo formalna posljedica potrebe uklanjanja kumulativnosti iz operativne verzije Bayesove statistike, sto pak povlaci nužno odustajanje od teoretske mogucnosti potpune sigurnosti pri predviđanju buducih ishoda. Fuchsov model trenutno ne sadrži dodatne empirijske sadržaje vezane uz danu metafizicku pretpostavku.
V magistrski nalogi je predstavljen problem, ki ga kvantno racunalnistvo prinese v sodobno kriptografijo. Predstavljen je model kvantnega racunalnika, ki temelji na kvantni teoriji, razložena je kvantna teorija, pojem kubita, kot bistven pojav kodiranja informacij s kvantnimi racunalniki, osnovne kvantne kriptografije in koncepti sodobne kriptografije s poudarkom na najbolj priljubljenih asimetricnih algoritmih sifriranja. Razložene in analizirane so paradigme post-kvantnih asimetricnih sifrirnih algoritmov, implementiranih v okvir projekta Open Quantum Safe, njihova ucinkovitost je primerljiva z najbolj popularnimi sodobnimi algoritmi. Za primerjavo ucinkovitosti je narejen test casovne in komunikacijske zahtevnosti izbranih algoritmov. Rezultati so prikazani graficno in opisno. Rezultati eksperimenta so pokazali, da obstaja ucinkovita kvantno odporna alternativa obstojecim asimetricnim sifrirnim algoritmom. Kvantni racunalniki, ne kot evolucija klasicnih, ampak kot popolnoma nova vrsta racunalnika, predstavljajo novo, fascinantno poglavje v racunalnistvu, ki se se mora razkriti.
"Uporedo sa razvojem tajnosti podataka razvijaju se i sredstva i si-stemi koji bi tu tajnost trebalo da omoguće. Trenutno su u najmasovni-joj upotrebi klasični kriptografski sistemi i kriptografski sistemi sa jav-nim ključevima. Međutim, nijedan od tih sistema ne omogućava reše-nje čuvene „kvake 22“ kriptografije. Zahvaljujući intenzivnom razvoju kvantne mehanike, u poslednjih tridesetak godina pojavila se potpuno nova vrsta kriptografije – kvantna kriptografija. Njen najveći doprinos je u mogućnosti otkrivanja prisluškivanja ko-munikacionog kanala od treće osobe. Postavlja se pitanje: da li je to zaista tako? Postavlja se i pitanje, ako je kvantna kriptografija toliko dobra, zašto nije u širokoj upotrebi? Cilj ovog rada jeste da se sa jedne strane definišu osnovni mehanizmi kvantne kriptografije IP protokola, a sa druge strane da se ukaže i na nedostatke, i to kako na one vezane za mogućnosti da-našnjih uređaja tako i na bezbednosne nedostatke u protokolima."
Razvoj kvantnega računalnika napreduje tako hitro, da čeprav kriptografsko signifikanten kvantni računalnik še ne obstaja in ga po najbolj optimističnih napovedih lahko pričakujemo komaj čez kakšno desetletje, je že potrebna zamenjava določenih ranljivih kriptografskih gradnikov, ki se danes uporabljajo za varovanje podatkov.Ta prispevek je namenjen pregledu mehanizmov za inkapsulacijo ključa (KEM), ki so kvantno varni algoritmi za dogovor o šifrirnih ključih.V prispevku se bomo dotaknili nevarnosti kvantnih računalnikov za tradicionalno kriptografijo, predstavili splošno delovanje algoritmov KEM ter specifične rešitve, za katere bomo predstavili njihove varnostne lastnosti ter izvedli analizo učinkovitosti oz.hitrosti njihovega delovanja.Na koncu bomo predstavili še nekaj primerov uporabe algoritmov KEM oz.hibridnih rešitev, ki združujejo tradicionalno in post-kvantno kriptografijo v pogosto uporabljenih protokolih.